14) A câmara de bolhas representada na figura abaixo possui um campo magnético constante (estacionário e uniforme) B , perpendicular à folha de papel. Uma partícula neutra, em repouso no centro da câmara, transforma-se (decai) em outras partículas, cujas trajetórias são mostradas na figura. Quanto à carga dessas partículas resultantes do decaimento, podemos afirmar que:

a) Todas as partículas 1 , 2 , 3 e 4 têm carga zero.

b) As partículas 1 e 2 têm cargas positivas, ao passo que as partículas 3 e 4 têm cargas negativas.

c) As partículas 1 e 2 têm cargas negativas, ao passo que as partículas 3 e 4 têm cargas positivas.

d) As partículas 1 e 3 têm cargas positivas, ao passo que as partículas 2 e 4 têm cargas negativas.

e) As partículas 1 e 4 têm cargas positivas, ao passo que as partículas 2 e 3 têm cargas negativas.

Passo 1

Fala aí!! Bem-vindo! Está tendo um pouco de dificuldades nessa questão? Não se preocupe vou fazer o máximo pra te ajudar. 😉👍

Nesse problema temos basicamente uma partícula neutra que está mergulhada em um campo magnético no sentido para dentro da tela.

Em um momento, a partícula se divide e se transforma em quatro partículas carregadas. Essas partículas começam a se mover seguindo os trajetos que vemos na imagem do enunciado.

Com isso, queremos saber quais partículas estão carregadas positivamente e quais estão carregadas negativamente.

Como respondemos isso? Tem alguma ideia? 🤔🤔

A única informação que temos, é o trajeto que cada partícula faz. Lembrando lá de física 1, a derivada do trajeto é a velocidade de uma partícula, correto? Podemos parafrasear essa ideia dizendo que a tangente da trajetória resulta na velocidade da partícula.

Sabemos que a força magnética que uma partícula carregada sofre é dada por

F → B = q v → × B →

Ou seja, seguindo a regra da mão direita, colocando o dedo indicador na direção da velocidade v → e o dedo do meio na direção a B → , vamos ver que nosso dedão apontará para a força F → B .

Entendeu? 😁

Passo 2

Mas o que tem a ver a força magnética com o que estamos procurando?

Perceba que na equação de F → B , a regra da mão direita será válida apenas para as cargas positivas, já para as cargas negativas, a força apontará para o sentido contrário.

Se evidenciarmos as tangencias dos trajetos, temos as velocidades de cada partícula.

Fazendo a regra da mão direita, vemos que a força F → B deve estar a 90 ° á esquerda do vetor velocidade v → já que B → aponta para dentro da tela.

Entendeu essa parte? 👀

Passo 3

Dessa forma, adicionando um vetor nas condições que comentamos no passo anterior ( 90 ° à esquerda de v → ).

Vamos obter

Retomando o que tínhamos dito, se a carga q for positiva, a partícula seguirá a regra da mão direita com F → B apontando à esquerda de v → .

Se uma partícula está em movimento e há uma força atuando sobre ela que aponta para a esquerda, qual será seu trajeto?

Certamente a partícula terá seu trejeito desviado para a esquerda.

Dessa forma podemos generalizar dizendo que as partículas que se desviam para a esquerda são positivas e as partículas que se desviam para a direita, são negativas.

Concorda com isso? 😉

Passo 4

Analisando as trajetórias, vemos que as partículas 1 e 4 se desviam para a esquerda, ou seja, seguem a regra da mão direita.

Já as partículas 2 e 3 se desviam para a direita, logo, não seguem a regra da mão direita.

Dessa forma, a demonstração correta dos vetores força magnética é dada por

Portanto, as partículas 1 e 4 são positivas e as partículas 2 e 3 são negativas!

Analisando as opções, vemos que a alternativa e) está correta!

É isso! Essa resolução te ajudou? Responde Aí! ✌

Resposta

e) As partículas 1 e 4 têm cargas positivas, ao passo que as partículas 2 e 3 têm cargas negativas.

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